Methods for materials characterization 0800-MMC
Laboratorium (LAB) Semestr letni 2022/23

P.E.J. Flewitt, R.K. Wild - „Physical Method for Materials Characterisation”,

A. Zawadzka - „Cienkie warstwy i nanostruktury cienkowartswowe - eksperymentalne metody wytwarzania i badania własności".

A. Oleś – „Metody doświadczalne fizyki ciała stałego”,

W. Zieliński, A. Rajca i in. – „Metody spektroskopowe i ich zastosowanie do identyfikacji związków organicznych”,

Student rozumie rolę eksperymentu i symulacji komputerowych w procesie projektowania zagadnień inżynierskich; posiada świadomość ograniczeń technicznych i technologicznych aparatury w modelowaniu zjawisk fizycznych, obiektów technicznych i biologicznych. K_W04

Student zna mechanizmy i metody syntezy podstawowych materiałów, podział materiałów w oparciu o ich cechy strukturalne oraz posiada wiedzę w zakresie powiązań parametrów cząsteczkowych z właściwościami fizycznymi materiałów. K_W05

Student zna podstawowe pojęcia z zakresu struktury ciał i potrafi samodzielnie je scharakteryzować. K_W06

Po wstępnym zapoznaniu z tematyką studenci będą realizować w ramach laboratorium własny projekt badawczy oparty o ich indywidualne zainteresowaniach. Każdy student wykona nie mniej niż trzy próbki z proponowanych różnych klas materiałów oraz analizę ich własności fizycznych. Dobór metod pomiarowych uzależniony będzie od wybranego materiału.

Metody oceniania:

Pisemny projekt badanie wybranego materiału. Nauczyciel weryfikując realizację zadania sprawdza realizację efektów przedmiotowych: W1, W2, W3, W10, U1, U2, U3,U6, K1, K2, K3, K4

Podstawą zaliczenia jest zaliczenie projektu.

Przyjmuje się następujące kryteria:

dst - od 50% maksymalnej liczby punktów

dst plus - od 60% maksymalnej liczby punktów

db - od 70% maksymalnej liczby punktów

db plus - od 80% maksymalnej liczby punktów

bdb - od 90% maksymalnej liczby punktów

I. Wstęp - Rodzaje, struktura, własności materiałów.

1. Rodzaje materiałów:

a) półprzewodniki,

b) metale i stopy,

c) ceramiki,

d) polimery,

e) materiały dielektryczne i ferroelektryczne,

f) nadprzewodniki,

g) materiały magnetyczne,

h) materiały optyczne,

2. Struktura i własności materiałów:

a) struktura kryształów,

b) wiązania w ciele stałym,

c) uporządkowanie i nie uporządkowanie w materii,

d) fonony,

e) procesy aktywowane termicznie, diagramy i przejścia fazowe,

f) elektrony w ciele stałym: elektryczne i termiczne własności,

g) optyczne własności materiałów,

h) magnetyczne własności materiałów,

i) mechaniczne własności materiałów.

3. Synteza i obróbka materiałów:

a) podstawowe informacje o syntezie i obróbce materiałów,

b) półprzewodniki,

c) metale i stopy,

d) ceramika i szkło,

e) polimery i związki organiczne.

II. Fizyczne metody charakteryzacji materiałów.

1. Techniki dyfrakcyjne:

a) dyfrakcja rentgenowska,

b) dyfrakcja elektronów niskiej energii,

c) dyfrakcja elektronów wysokiej energii,

d) neutronografia.

2. Spektroskopia optyczna:

a) spektroskopia w podczerwieni, zakresie widzialnym i ultrafiolecie,

b) elipsometria,

c) spektroskopia ramanowska,

d) luminescencja,

e) transmisja, absorpcja, odbicie,

f) nieliniowa spektroskopia optyczna.

3. Mikroskopia i spektroskopia elektronowa:

a) elektronowa mikroskopia skaningowa,

b) elektronowa mikroskopia transmisyjna,

c) fotoemisja,

d) spektroskopia Auger’a.

4. Mikroskopia powierzchni:

a) mikroskopia sił atomowych,

b) skaningowa mikroskopia tunelowa.

5. Metody analizy składu materiału:

a) spektrometria atomowa absorpcyjna i transmisyjna,

b) rentgenowska analiza fluorescencyjna,

c) spektrometria masowa.

6. Pomiary własności elektrycznych:

a) metody mostkowe,

b) metoda dwu- i czterokontaktowa,

c) metody bezkontaktowe,

d) metoda oparta na zjawisku Halla,

e) efekt Peltiera i przewodnictwo cieplne.

7. Pomiary własności magnetycznych:

a) magnetometr Fonera,

b) magnetometr R-VSM,

c) magnetometr Faradaya,

d) mostki zmiennoprądowe.

8. Pomiary własności mechanicznych:

a) ściskanie, rozciąganie i skręcanie,

b) elastometria.

Metody dydaktyczne podające i poszukujące, samokształcenie.